package club.xiaojiawei.linkedlist;

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

/**
 * @author 肖嘉威
 * @version 1.0
 * @date 6/16/22 11:52 PM
 * @question 141. 环形链表
 * @description 给你一个链表的头节点 head ，判断链表中是否有环。
 * 如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。注意：pos 不作为参数进行传递 。仅仅是为了标识链表的实际情况。
 * 如果链表中存在环 ，则返回 true 。 否则，返回 false 。
 */
public class HasCycle141 {

    public static void main(String[] args) {
        HasCycle141 test = new HasCycle141();
        boolean result = test.hasCycle(new ListNode(3, new ListNode(2, new ListNode(0, new ListNode(-4)))));
        System.out.println(result);
    }

    /**
     * 弗洛伊德循环查找算法/快慢指针法/龟兔指针法
     * 时间复杂度：O(N)
     * 空间复杂度：O(1)
     * @param head
     * @return
     */
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        if (head == null){
            return false;
        }
        ListNode slow = head.next;
        if (slow == null){
            return false;
        }
        ListNode fast = slow.next;
        while (slow != null && fast != null){
            if (fast.next == slow){
                return true;
            }else if (fast.next == null){
                return false;
            }else if (fast.next.next == slow){
                return true;
            }
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }
        return false;
    }

    /**
     * 哈希表
     * 时间复杂度：O(n)
     * 空间复杂度：O(n)
     * @param head
     * @return
     */
    public boolean hasCycle2(ListNode head) {
        Set<ListNode> seen = new HashSet<ListNode>();
        while (head != null) {
            if (!seen.add(head)) {
                return true;
            }
            head = head.next;
        }
        return false;
    }

    /**
     * 官方-弗洛伊德循环查找算法
     * 时间复杂度：O(N)
     * 空间复杂度：O(1)
     * @param head
     * @return
     */
    public boolean hasCycle3(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) {
            return false;
        }
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head.next;
        while (slow != fast) {
            if (fast == null || fast.next == null) {
                return false;
            }
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        return true;
    }

    /**
     * 民间-弗洛伊德循环查找算法
     * 时间复杂度：O(N)
     * 空间复杂度：O(1)
     * @param head
     * @return
     */
    public boolean hasCycle4(ListNode head) {
        ListNode s = head, f = head;
        while(f != null && f.next != null){
            s = s.next;
            f = f.next.next;
            if(s == f) return true;
        }
        return false;
    }

    static class ListNode {
        int val;
        ListNode next;
        ListNode() {}
        ListNode(int val) { this.val = val; }
        ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
    }
}
